JP2000121043A - Combusting device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、給湯器,送風暖房
器等の熱交換器を備えた燃焼装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion apparatus provided with a heat exchanger such as a water heater or a blower / heater.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、このような燃焼装置は、例えば図
5に示すように、構成されている。図5において、燃焼
装置1は、下部の通気孔2a及び上部の排気筒2bを備
えたハウジング2と、ハウジング2内の中間部分にて、
下方から順に配設された混合部3,バーナ4及び燃焼室
5と、混合部3内に燃料ガスを供給する燃料供給部6
と、混合部3内に燃焼用空気を供給する空気供給部7
と、燃焼室5内に配設された熱交換器8とを備えてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, such a combustion apparatus is configured as shown in FIG. In FIG. 5, a combustion device 1 includes a housing 2 having a lower vent 2a and an upper exhaust pipe 2b, and an intermediate portion in the housing 2.
A mixing section 3, a burner 4, and a combustion chamber 5 arranged in order from below, and a fuel supply section 6 for supplying fuel gas into the mixing section 3.
And an air supply unit 7 for supplying combustion air into the mixing unit 3
And a heat exchanger 8 disposed in the combustion chamber 5.
【0003】上記混合部3は、燃料供給部6から供給さ
れる燃料ガスと空気供給部7から供給される空気を混合
して、混合気を生成すると共に、この混合気を所定圧力
に整圧するようになっている。上記バーナ4は、混合部
3で整圧された混合気を燃焼させるための複数個の炎口
4aを有しており、混合気の燃焼によって炎口4aから
燃焼室5内に向かって形成される炎により、燃焼室5内
の熱交換器8を加熱するようになっている。上記燃焼室
5は、その下端が、バーナ4に接続されると共に、その
上端が、ハウジング2の排気筒2bに接続されており、
燃焼室5内で燃焼により発生する排気ガスが排気筒2b
を介して外部に排出されるようになっている。The mixing section 3 mixes the fuel gas supplied from the fuel supply section 6 and the air supplied from the air supply section 7 to generate an air-fuel mixture and regulates the air-fuel mixture to a predetermined pressure. It has become. The burner 4 has a plurality of flame ports 4a for burning the air-fuel mixture regulated in the mixing section 3, and is formed from the flame holes 4a into the combustion chamber 5 by the combustion of the air-fuel mixture. The heat exchanger 8 in the combustion chamber 5 is heated by the flame. The combustion chamber 5 has a lower end connected to the burner 4 and an upper end connected to the exhaust pipe 2 b of the housing 2.
Exhaust gas generated by combustion in the combustion chamber 5 is discharged from the exhaust stack 2b.
Is discharged to the outside via the.
【0004】上記燃料供給部6は、図示しない燃料ガス
源から、例えば電磁式開閉弁6a及び電磁式制御弁6b
を介して、先端のノズル6cから、燃料ガスを混合部3
内に供給するようになっている。また、上記空気供給部
7は、例えば直流式ファンにより構成されており、その
回転によって混合部3内に燃焼用空気を供給するように
なっている。さらに、上記熱交換器8は、例えば給湯器
の場合には、燃焼室5内に引き回された給水管を有し、
この給水管内を流れる水が、上述した混合気の燃焼によ
って加熱されることにより、温められて、出口から湯が
送出されるようになっている。[0004] The fuel supply section 6 is supplied from a fuel gas source (not shown) by, for example, an electromagnetic on-off valve 6a and an electromagnetic control valve 6b.
The fuel gas is supplied from the nozzle 6c at the tip through the mixing section 3
It is designed to be supplied inside. The air supply unit 7 is constituted by, for example, a DC fan, and supplies combustion air into the mixing unit 3 by its rotation. Further, in the case of a water heater, for example, the heat exchanger 8 has a water supply pipe routed into the combustion chamber 5,
The water flowing in the water supply pipe is heated by the combustion of the air-fuel mixture to be heated, and the hot water is sent from the outlet.
【0005】このような構成の燃焼装置1によれば、燃
料供給部6から供給される燃料ガスと、空気供給部7か
ら供給される燃焼用空気が、混合部3内で混合され且つ
整圧されることにより、所定圧力の混合気が生成され
る。そして、この混合気が、バーナ4で燃焼することに
より、燃焼による炎が、バーナ4の炎口4aから燃焼室
5内に向かって形成されることになる。従って、燃焼室
5は、上記炎によって加熱されることになり、燃焼室5
内に配設された熱交換器8も加熱され、熱交換器8内を
流れる流体が加熱され、外部に送出される。[0005] According to the combustion apparatus 1 having such a configuration, the fuel gas supplied from the fuel supply section 6 and the combustion air supplied from the air supply section 7 are mixed in the mixing section 3 and the pressure is regulated. As a result, an air-fuel mixture having a predetermined pressure is generated. The air-fuel mixture burns in the burner 4, so that a flame due to the combustion is formed from the flame opening 4 a of the burner 4 into the combustion chamber 5. Therefore, the combustion chamber 5 is heated by the flame, and the combustion chamber 5
The heat exchanger 8 disposed therein is also heated, and the fluid flowing in the heat exchanger 8 is heated and sent out.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された燃焼装置1においては、燃焼反応による
圧力変動によって、振動燃焼が発生することがある。こ
のような燃焼振動の対策を行うものとして、特開平1−
302022号に開示された燃焼装置がある。この発明
に係る燃焼装置は、燃焼振動により生じる圧力変動をと
らえ、圧力変動を検出したら、燃焼空気を供給する送風
機のファン回転を制御して、空気量を増加させ、振動が
おさまったら減らすことにより、振動を抑止しようとす
るものである。しかしながら、このような方法では、振
動に応じた制御になっておらず、その効果はあまり期待
できないものであった。However, in the combustion apparatus 1 configured as described above, oscillating combustion may occur due to pressure fluctuation due to a combustion reaction. As a countermeasure against such combustion vibration, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
There is a combustion device disclosed in No. 302022. The combustion device according to the present invention captures pressure fluctuations caused by combustion vibrations, detects the pressure fluctuations, controls the rotation of the fan of the blower that supplies the combustion air, increases the air amount, and reduces the vibrations once the vibrations have subsided. , To suppress vibration. However, in such a method, the control is not performed according to the vibration, and the effect cannot be expected much.
【0007】このような振動燃焼は、図6に示すよう
に、燃料供給部6及び空気供給部7の下流である混合部
3,バーナ4及び燃焼室5内の圧力変動によって生ずる
ものである。ここで、燃焼室5内の圧力変動は、図7
(A)に示すように、所定圧力Pに対して、変動幅ΔP
で周期的に変動する。これに対して、燃料供給部6及び
空気供給部7の上流部における圧力(即ち、燃料ガスに
おけるガス供給圧、燃焼用空気における大気圧)は、ほ
ぼ一定である。従って、上述した下流側の各部の圧力変
動によって、燃料供給部6及び空気供給部7による供給
量も、図7(B)に示すように変動してしまうので、燃
焼量が変動することになる。[0007] Such oscillating combustion is caused by pressure fluctuations in the mixing section 3, the burner 4 and the combustion chamber 5 downstream of the fuel supply section 6 and the air supply section 7 as shown in FIG. 6. Here, the pressure fluctuation in the combustion chamber 5 is as shown in FIG.
As shown in (A), for a given pressure P, the fluctuation width ΔP
Fluctuates periodically. On the other hand, the pressure in the upstream part of the fuel supply unit 6 and the air supply unit 7 (that is, the gas supply pressure of the fuel gas and the atmospheric pressure of the combustion air) are almost constant. Accordingly, the supply amounts of the fuel supply unit 6 and the air supply unit 7 also change as shown in FIG. 7B due to the above-described pressure fluctuations of the respective units on the downstream side, and thus the combustion amount changes. .
【0008】これにより、バーナ4における熱発生速度
も、図7(C)に示すように、変動するので、燃焼室5
内の圧力に対してさらに変動をもたらすことになる。そ
して、この圧力変動が上流側に伝達されることにより、
バーナ4内の圧力も変動し、これらの圧力変動によっ
て、振動騒音が生ずると共に、装置を構成するハウジン
グ2や混合部3,バーナ4,燃焼室5,熱交換器8等と
の共振によっても、振動騒音が生じてしまうという問題
があった。そこで、従来は、バーナ4,燃焼室5,熱交
換器8等の各部に対して、固有振動数を変更するため
に、各部の寸法を変更するようにしているが、設計変更
が必要となり、製造コストが高くなってしまうという問
題があった。As a result, the heat generation rate of the burner 4 also fluctuates as shown in FIG.
Will cause further fluctuations in the internal pressure. And, by transmitting this pressure fluctuation to the upstream side,
The pressure in the burner 4 also fluctuates, and these pressure fluctuations cause vibration noise, and also cause resonance with the housing 2 and the mixing section 3, the burner 4, the combustion chamber 5, the heat exchanger 8, etc., which constitute the apparatus. There is a problem that vibration noise is generated. Therefore, conventionally, the dimensions of each part such as the burner 4, the combustion chamber 5, and the heat exchanger 8 are changed in order to change the natural frequency, but a design change is required. There is a problem that the manufacturing cost is increased.
【0009】本発明は、以上の点を解決するためになさ
れたもので、下流側の圧力変動を強制的に抑止すること
により、振動燃焼が発生しないようにした、燃焼装置を
提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a combustion apparatus in which the fluctuation in pressure on the downstream side is forcibly suppressed to prevent the occurrence of oscillating combustion. The purpose is.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項1の
発明によれば、バーナと、バーナにより加熱される熱交
換器を備えた燃焼室と、燃料ガスを供給する燃料供給部
と、燃焼用空気を供給する空気供給部と、燃料供給部及
び空気供給部からの燃料ガス及び燃焼用空気を混合・整
圧してバーナに送出する混合部と、燃料供給部の下流に
て、振動を検出する検出手段と、検出手段が振動を検出
したとき、その振動の周期より遅らせた周期にて、燃焼
用空気量を可変して供給するように制御する制御部とを
備えている、燃焼装置により、達成される。According to the first aspect of the present invention, there is provided a combustion chamber having a burner, a heat exchanger heated by the burner, a fuel supply unit for supplying fuel gas, An air supply unit that supplies combustion air, a mixing unit that mixes and regulates fuel gas and combustion air from the fuel supply unit and the air supply unit and sends the mixture to the burner, and a vibration downstream of the fuel supply unit A combustion device comprising: a detection unit for detecting; and a control unit that, when the detection unit detects the vibration, controls the variable amount of combustion air to be supplied in a cycle delayed from the cycle of the vibration. Is achieved by
【0011】請求項2の発明は、前記制御部が、振動の
周期に対して1/2周期遅れた周期にて、燃焼用空気量
を可変して供給する構成としたことをことを特徴とす
る。The invention according to claim 2 is characterized in that the control section is configured to variably supply the amount of combustion air at a cycle delayed by a half cycle with respect to the cycle of vibration. I do.
【0012】請求項3の発明は、好ましくは、前記検出
手段が、圧力変動を検出する圧力センサであることを特
徴とする。Preferably, the detecting means is a pressure sensor for detecting a pressure fluctuation.
【0013】請求項4の発明は、好ましくは、前記検出
手段が、混合部内の圧力変動を検出する圧力センサであ
ることを特徴とする。The invention according to claim 4 is characterized in that the detecting means is preferably a pressure sensor for detecting a pressure fluctuation in the mixing section.
【0014】請求項5の発明は、好ましくは、前記検出
手段が、バーナ内の圧力変動を検出する圧力センサであ
ることを特徴とする。The invention according to claim 5 is characterized in that the detection means is preferably a pressure sensor for detecting a pressure fluctuation in the burner.
【0015】請求項6の発明は、好ましくは、前記検出
手段が、燃焼室内の圧力変動を検出する圧力センサであ
ることを特徴とする。Preferably, the detecting means is a pressure sensor for detecting a pressure fluctuation in the combustion chamber.
【0016】請求項1の構成によれば、装置内で振動燃
焼が発生したとき、燃料供給部の下流にて、混合部,燃
焼室またはバーナ等の圧力変動を生じる箇所で起こる振
動が、検出手段によって検出される。そして、検出手段
によって検出された振動の周期に関して、その周期より
遅らせた周期にて、燃焼に必要な空気の供給量を、例え
ば燃焼ファンの回転数の制御により可変して供給する。
これにより、圧力変動の予測を行って、変動を収束させ
るタイミングにて、燃焼用空気を供給することができ
る。According to the first aspect of the present invention, when the oscillating combustion occurs in the apparatus, the vibration that occurs at a location where a pressure fluctuation occurs in the mixing section, the combustion chamber, the burner, or the like downstream of the fuel supply section is detected. Detected by means. Then, with respect to the cycle of the vibration detected by the detecting means, the supply amount of air necessary for combustion is variably supplied by, for example, controlling the number of revolutions of a combustion fan in a cycle delayed from the cycle.
This makes it possible to predict the pressure fluctuation and supply the combustion air at a timing at which the fluctuation converges.
【0017】具体的は、例えば請求項2の構成によれ
ば、前記制御部が、振動の周期に対して1/2周期遅れ
た周期にて、燃焼用空気量を可変して供給することで、
制御部は、検出手段の検出結果に基づいて、検出圧力が
高まろうとする途中から、圧力が高まって最大になって
から下降する間には、圧力が平均して高いから、この間
は、供給空気量が徐々に減少するようにし、検出圧力が
下がろうとする途中から、圧力が下降して最低の圧力と
なり、やがて上昇する途中までは、平均圧力が低いか
ら、供給空気量が徐々に増大するように制御すること
で、圧力変動を収束させることができる。More specifically, for example, according to the configuration of the second aspect, the control unit variably supplies the amount of combustion air in a cycle delayed by a half cycle with respect to the cycle of the vibration. ,
On the basis of the detection result of the detection means, the control unit is configured to supply the pressure during the period from the time when the detected pressure is about to increase to the time when the pressure is increased to the maximum and then the pressure is decreased. Since the air volume is gradually reduced, the average pressure is low until the detected pressure is about to drop, the pressure drops to the lowest pressure, and then gradually rises, so the supply air volume gradually increases. The pressure fluctuation can be converged by controlling the pressure fluctuation.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図1を参照しながら、詳細に説明する。尚、以下に述
べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技
術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の
範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の
記載がない限り、これらの態様に限られるものではな
い。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. The embodiment described below is a preferred specific example of the present invention, and thus various technically preferable limitations are added. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. The embodiment is not limited to these embodiments unless otherwise stated.
【0019】図1は、本発明による燃焼装置の一実施形
態を示すブロック構成図であり、図2は、このような燃
焼装置を給湯器として構成した場合の系統図である。図
1において、燃焼装置10は、燃料ガスを供給する燃料
供給部14と、混合部11と、混合気を燃焼させるバー
ナ12及び燃焼室13と、混合部11及び燃焼室13内
に燃焼用空気を供給する空気供給部15と、燃焼室13
の上部に配置された熱交換器と、燃焼排気を外部へ排出
するための排気部16と、検出手段17と、制御部18
とを備えている。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a combustion apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a system diagram in the case where such a combustion apparatus is configured as a water heater. In FIG. 1, a combustion device 10 includes a fuel supply unit 14 that supplies a fuel gas, a mixing unit 11, a burner 12 and a combustion chamber 13 that combust the mixture, and combustion air in the mixing unit 11 and the combustion chamber 13. Air supply unit 15 for supplying air and combustion chamber 13
A heat exchanger disposed at an upper portion of the fuel cell, an exhaust unit 16 for discharging combustion exhaust to the outside, a detecting unit 17, and a control unit 18
And
【0020】これらの構成は、図2の給湯器として構成
された場合には、例えば以下のような構成となる。上記
バーナ12は、例えば多数のブンゼン式のプレスバーナ
等を収容したバーナユニットでなっており、各バーナは
混合部11からの混合気を燃焼させるための複数個の炎
口を有している。この混合気の燃焼によって炎口12a
から燃焼室13内に向かって形成される炎により、熱交
換器21を加熱するようになっている。These configurations, for example, when configured as the water heater of FIG. 2, are as follows. The burner 12 is, for example, a burner unit containing a large number of Bunsen-type press burners and the like, and each burner has a plurality of flame openings for burning the air-fuel mixture from the mixing section 11. The flame 12a
The heat exchanger 21 is heated by a flame formed toward the inside of the combustion chamber 13.
【0021】燃料供給部14は器具の外部から燃料ガス
を引き込んで、電磁式開閉弁14a及び電磁式制御弁1
4bを介して、バーナ12に供給するようになってい
る。上記混合部11は、燃料供給部14から供給される
燃料ガスと、空気供給部15から供給される一次空気を
予混合して、混合気を形成する。この混合気は例えばバ
ーナ12の炎口12aの手前等に設けた整流手段もしく
は整圧部で所定圧力に整圧するようになっている。ま
た、バーナ12においては、炎口12aから噴出する混
合気が燃焼するに際して、周囲から燃焼用の2次空気が
供給され、燃焼排気は排気筒16から排出される。The fuel supply unit 14 draws in fuel gas from the outside of the device, and supplies an electromagnetic on-off valve 14a and an electromagnetic control valve 1
The burner 12 is supplied to the burner 12 via 4b. The mixing unit 11 forms a mixture by premixing the fuel gas supplied from the fuel supply unit 14 and the primary air supplied from the air supply unit 15. This air-fuel mixture is regulated to a predetermined pressure by a rectifying means or a pressure regulating unit provided before the flame port 12a of the burner 12, for example. In the burner 12, when the air-fuel mixture ejected from the flame port 12 a burns, secondary air for combustion is supplied from the surroundings, and the combustion exhaust gas is discharged from the exhaust stack 16.
【0022】上記燃焼室13は、上記バーナ12を収容
すると共に、その上部には熱交換器21が配置されてい
る。そして、燃焼室13内で燃焼により発生した排気ガ
スは、熱交換器21を通って、さらに上記排気筒を介し
て外部に排出されるようになっている。The combustion chamber 13 accommodates the burner 12 and has a heat exchanger 21 disposed above the burner 12. The exhaust gas generated by the combustion in the combustion chamber 13 passes through the heat exchanger 21 and is further discharged to the outside via the exhaust pipe.
【0023】上記燃料供給部14は、燃料ガスの供給源
から、燃料ガスを混合部11内に供給するようになって
いる。また、上記空気供給部15は、例えば直流式ファ
ンにより構成されており、その回転によって混合部11
内に燃焼用空気を供給するようになっている。さらに、
上記熱交換器21には、器具の外部から水を引き込むた
めの給水管21aを備えており、この給水管21は燃焼
室13内で熱交換器21に引き回される水管と連続して
いる。この給水管内を流れる水が、上述した混合気の燃
焼によって熱交換器21により加熱されることにより、
温められて、給湯管21bから給湯されるようになって
いる。The fuel supply section 14 supplies a fuel gas into the mixing section 11 from a fuel gas supply source. The air supply unit 15 is constituted by, for example, a DC fan, and the rotation thereof causes the mixing unit 11 to rotate.
The inside is supplied with combustion air. further,
The heat exchanger 21 is provided with a water supply pipe 21a for drawing water from outside of the appliance, and the water supply pipe 21 is continuous with the water pipe routed to the heat exchanger 21 in the combustion chamber 13. . The water flowing in the water supply pipe is heated by the heat exchanger 21 by the combustion of the air-fuel mixture described above,
It is heated and supplied from the hot water supply pipe 21b.
【0024】上記圧力検出手段としては例えば圧力セン
サ17が用いられる。この場合圧力センサ17は、例え
ば燃料ガスと燃焼用の1次空気を予混合するための混合
部11に設定されている。ここで、燃焼装置10がその
燃焼にともなってヘルムホルツ型の振動を生じる場合に
は、燃料供給部14の下流のいずれの箇所においても同
様の振動を生じると考えられる。このため、本実施形態
では、燃料供給部14の下流において、振動の発生する
箇所の全てにおいて、等しい圧力振動を観測できること
に着目し、上記圧力センサ17は、燃料供給毛手段14
の下流のいずれの振動発生箇所に配置してもよい。した
がって、圧力センサ17を設定する箇所は、上記混合部
11以外に、例えばバーナ12、燃焼室13等が考えら
れる。As the pressure detecting means, for example, a pressure sensor 17 is used. In this case, the pressure sensor 17 is set in, for example, the mixing unit 11 for premixing the fuel gas and the primary air for combustion. Here, when the combustion device 10 generates Helmholtz-type vibration with its combustion, it is considered that the same vibration is generated at any point downstream of the fuel supply unit 14. For this reason, in the present embodiment, it is noted that the same pressure vibration can be observed in all the places where the vibration is generated downstream of the fuel supply unit 14.
May be arranged at any of the vibration generating locations downstream of. Therefore, the location where the pressure sensor 17 is set may be, for example, the burner 12, the combustion chamber 13, or the like, in addition to the mixing unit 11.
【0025】図2の給湯器としての燃焼装置10は以上
のように構成されており、これをブロック構成として表
すと図1に示すようになる。図1の燃焼装置10におい
て、燃料供給系14は、図2の燃料供給手段14に対応
している。整圧・混合部11は図2の混合部とバーナ内
の整流手段と対応している。バーナ12は、図2のバー
ナもしくはバーナユニット12と対応しており、燃焼室
13,熱交換・排気部21,16は、図2の燃焼室1
3,熱交換器21,排気筒16にそれぞれ対応してい
る。また、燃焼用空気の供給系15は図2のファン15
に対応している。The combustion device 10 as the water heater in FIG. 2 is configured as described above, and is represented as a block configuration as shown in FIG. In the combustion device 10 of FIG. 1, the fuel supply system 14 corresponds to the fuel supply means 14 of FIG. The pressure regulating / mixing unit 11 corresponds to the mixing unit in FIG. 2 and the rectifying means in the burner. The burner 12 corresponds to the burner or the burner unit 12 shown in FIG. 2, and the combustion chamber 13 and the heat exchange / exhaust units 21 and 16 correspond to the combustion chamber 1 shown in FIG.
3, corresponding to the heat exchanger 21 and the exhaust pipe 16, respectively. The combustion air supply system 15 is a fan 15 shown in FIG.
It corresponds to.
【0026】さらに、図1の制御部18は、圧力検出手
段としての図2の圧力センサ17により検出された圧力
の変動に基づいて、上記燃料供給部14を制御して、例
えば圧力が高いときには、燃料ガスの供給量を増大さ
せ、また圧力が低いときには、燃料ガスの供給量を減少
させる。このため、燃料供給部14の下流である混合部
11の圧力変動が抑制され、これにより、バーナ12,
燃焼室13の圧力変動も抑制され、バーナ12での燃焼
による熱発生速度の変動も抑制されるようになってい
る。Further, the control unit 18 of FIG. 1 controls the fuel supply unit 14 based on the fluctuation of the pressure detected by the pressure sensor 17 of FIG. 2 as a pressure detecting means. When the pressure is low, the supply amount of the fuel gas is decreased. For this reason, pressure fluctuations in the mixing section 11 downstream of the fuel supply section 14 are suppressed, and as a result,
Fluctuations in the pressure of the combustion chamber 13 are also suppressed, and fluctuations in the heat generation rate due to combustion in the burner 12 are also suppressed.
【0027】本実施形態による燃焼装置10は、以上の
ように構成されており、燃料供給部14から供給される
燃料ガスと、空気供給部15から供給される燃焼用空気
が、混合部11内で混合され且つ整圧されることによ
り、所定圧力の混合気が生成される。そして、この混合
気が、バーナ12で燃焼することにより、燃焼による炎
が、バーナ12から燃焼室5内に向かって形成されるこ
とになる。従って、燃焼室13は、上記炎によって加熱
されることになり、熱交換・排気部16内の熱交換器も
加熱され、熱交換器内を流れる水,空気等の流体が加熱
され、外部に送出されることになる。また、燃焼室5内
の排気ガスは、熱交換・排気部16の排気管を介して、
外部に排出されることになる。The combustion device 10 according to the present embodiment is configured as described above. The fuel gas supplied from the fuel supply unit 14 and the combustion air supplied from the air supply unit 15 are mixed in the mixing unit 11. , And the pressure is adjusted to generate an air-fuel mixture having a predetermined pressure. The air-fuel mixture burns in the burner 12, so that a flame due to the combustion is formed from the burner 12 into the combustion chamber 5. Accordingly, the combustion chamber 13 is heated by the flame, the heat exchanger in the heat exchange / exhaust portion 16 is also heated, and the fluid such as water and air flowing in the heat exchanger is heated, and the combustion chamber 13 is heated to the outside. Will be sent. Further, the exhaust gas in the combustion chamber 5 passes through the exhaust pipe of the heat exchange / exhaust unit 16,
It will be discharged outside.
【0028】制御部18は、必要熱量に応じて、燃料ガ
スの供給量を制御する。ここで、圧力センサ17が、混
合部11の圧力変動を検出すると、制御部18は、この
圧力変動に基づいて、燃焼空気の供給系,具体的には、
ファン15の回転数を制御することによって、圧力変動
の静定制御を行い、燃料供給部14の下流側の圧力変動
を強制的に抑制することになる。これにより、燃焼装置
10の振動燃焼が抑止され、振動騒音が排除されること
になる。The control unit 18 controls the supply amount of the fuel gas according to the required amount of heat. Here, when the pressure sensor 17 detects a pressure change of the mixing unit 11, the control unit 18 determines a combustion air supply system, specifically, based on the pressure change.
By controlling the number of revolutions of the fan 15, static pressure fluctuation control is performed, and pressure fluctuation downstream of the fuel supply unit 14 is forcibly suppressed. As a result, the combustion combustion of the combustion device 10 is suppressed, and the vibration noise is eliminated.
【0029】図3及び図4は、上述のファン15の具体
的な制御方法を示す説明図である。図3では、燃焼装置
10の燃焼が正常に行われており、圧力センサ17の出
力が安定している状態を示している。図において、Lで
示すラインは、例えば制御部18において、リミッター
として設定したラインであり、このリミッター値Lを越
えた場合に、本実施形態によるファン15の変動静定制
御が行われる。図4の上部に示すように、圧力センサ1
7の出力値SVが変動し、リミッター値Lを越えた時点
で、制御部18は、上記静定制御を開始する。FIGS. 3 and 4 are explanatory diagrams showing a specific control method of the fan 15 described above. FIG. 3 shows a state where the combustion of the combustion device 10 is performed normally and the output of the pressure sensor 17 is stable. In the drawing, a line indicated by L is a line set as a limiter in the control unit 18, for example, and when the limiter value L is exceeded, the fluctuation stabilization control of the fan 15 according to the present embodiment is performed. As shown in the upper part of FIG.
7, when the output value SV fluctuates and exceeds the limiter value L, the control unit 18 starts the static stabilization control.
【0030】ここで、圧力センサ17の検出値SVの変
動は、図7で説明したように周期的変動であり、制御部
18は、圧力センサ17の検出値SVの上記周期的変動
に関して,例えばその周期Tよりも遅れた1/2Tのタ
イミングで、ファン15の回転数を可変する。つまり、
制御部18は、圧力センサ17の検出圧力SVの変動に
関して、図4に示すように、検出圧力SVが高まろうと
する途中から、圧力が高まって最大になってから下降す
る間t1では、圧力が平均して高いから、この間は、供
給空気量が徐々に減少するように制御する。また、検出
圧力SVが下がろうとする途中から、圧力が下降して最
低の圧力となり、やがて上昇する途中までの間t2で
は、平均圧力が低いから、供給空気量が徐々に増大する
ように制御する。このように、周期的にファン回転数を
制御することで、圧力変動が次第に収束するように制御
することができる。Here, the fluctuation of the detection value SV of the pressure sensor 17 is a periodic fluctuation as described with reference to FIG. The rotation speed of the fan 15 is changed at a timing of 1 / 2T which is later than the cycle T. That is,
As shown in FIG. 4, the control unit 18 detects the fluctuation of the detected pressure SV of the pressure sensor 17 during the time when the detected pressure SV is about to increase and during the time t1 during which the detected pressure SV increases to a maximum and then decreases. Is high on average, during this time, the supply air amount is controlled so as to gradually decrease. In addition, during the period from the time when the detected pressure SV is about to decrease to the time when the pressure is reduced to the lowest pressure and until the time when the detected pressure SV is gradually increasing, the average pressure is low at t2, so that the supply air amount is gradually increased. I do. As described above, by periodically controlling the fan rotation speed, it is possible to perform control so that the pressure fluctuation gradually converges.
【0031】このように、上述の実施形態によれば、制
御部18が、上述した燃料供給部14の下流にて圧力変
動が生じた場合には、その変動周期よりも例えば1/2
遅らせた周期でファン15の回転数を制御することによ
り、燃料供給部の下流の圧力変動が抑制され、ほぼ一定
に保持されることになる。これにより、燃焼中の全期間
にわたって振動燃焼が抑止され、振動騒音が排除される
ことになる。すなわち、言い換えれば、振動燃焼の振動
と同一の周波数で、これと半周期ずらして燃焼用空気の
供給量を変化させることで、振動燃焼を抑止することが
できる。As described above, according to the above-described embodiment, when the pressure fluctuation occurs downstream of the above-described fuel supply unit 14, the control unit 18 performs, for example, 1/2 of the fluctuation period.
By controlling the rotation speed of the fan 15 with the delayed cycle, the pressure fluctuation downstream of the fuel supply unit is suppressed, and is kept substantially constant. As a result, vibration combustion is suppressed over the entire period during combustion, and vibration noise is eliminated. That is, in other words, the vibration combustion can be suppressed by changing the supply amount of the combustion air at the same frequency as the vibration of the vibration combustion and shifted by a half cycle from the vibration.
【0032】尚、上述した実施形態においては、圧力セ
ンサ17は、燃料供給部14の下流側の振動として、混
合部11の圧力変動を検出するように構成されている
が、図1にて点線で示すように、バーナ12の圧力変動
を検出するようにしてもよく、また図1にて鎖線で示す
ように、燃焼室13の圧力変動を検出するようにしても
よい。これら何れの場合も、バーナ12または燃焼室1
3の圧力変動を介して、燃料供給部14の下流側の振動
が検出されると共に、制御部18が、振動を抑制するよ
うに、燃料供給部14を制御できることになる。また、
上述した実施形態においては、振動を検出するための手
段として、圧力センサ17が設けられていて、圧力セン
サ17により検出された圧力変動に基づいて振動を検出
するようにしているが、これに限らず、燃焼による振動
を直接的または間接的に検出できるものであれば、他の
検出手段が採用されることは明らかである。In the above-described embodiment, the pressure sensor 17 is configured to detect the fluctuation in the pressure of the mixing section 11 as the vibration on the downstream side of the fuel supply section 14. However, in FIG. As shown by, the pressure fluctuation of the burner 12 may be detected, or the pressure fluctuation of the combustion chamber 13 may be detected as shown by a chain line in FIG. In either case, the burner 12 or the combustion chamber 1
The vibration on the downstream side of the fuel supply unit 14 is detected via the pressure fluctuation of 3, and the control unit 18 can control the fuel supply unit 14 so as to suppress the vibration. Also,
In the above-described embodiment, the pressure sensor 17 is provided as a means for detecting the vibration, and the vibration is detected based on the pressure fluctuation detected by the pressure sensor 17, but is not limited thereto. It is clear that other detection means can be employed as long as vibrations due to combustion can be directly or indirectly detected.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、下
流側の圧力変動を強制的に抑止することにより、振動燃
焼が発生しないようにした、燃焼装置を提供することが
できる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a combustion apparatus in which oscillating combustion is prevented from occurring by forcibly suppressing downstream pressure fluctuation.
【図1】本発明による燃焼装置の一実施形態の構成を示
す概略ブロック図である。FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of an embodiment of a combustion device according to the present invention.
【図2】図1の燃焼装置の一例として給湯器により構成
した燃焼装置の系統図である。FIG. 2 is a system diagram of a combustion device constituted by a water heater as an example of the combustion device of FIG. 1;
【図3】図1の燃焼装置において、圧力検出手段の検出
結果の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a detection result of a pressure detection unit in the combustion device of FIG. 1;
【図4】図1の燃焼装置において、圧力検出手段により
検出された周期的圧力変動に対して、これよりもずらし
た周期で燃焼用空気を可変する様子を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which the combustion air is varied at a period shifted from the periodic pressure fluctuation detected by the pressure detecting means in the combustion device of FIG. 1;
【図5】従来の燃焼装置の一例を示す概略断面図であ
る。FIG. 5 is a schematic sectional view showing an example of a conventional combustion device.
【図6】図5の燃焼装置の構成及び振動発生の原理を示
す概略ブロック図である。6 is a schematic block diagram showing the configuration of the combustion device of FIG. 5 and the principle of generation of vibration.
【図7】図5の燃焼装置における燃焼室内の圧力,燃料
供給量及び熱発生速度の時間変化を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing changes over time in pressure, fuel supply amount, and heat generation rate in a combustion chamber in the combustion device of FIG. 5;
10 燃焼装置 11 混合部 12 バーナ 13 燃焼室 14 燃料供給部 15 空気供給部 16 熱交換・排気部 17 圧力センサ 18 制御部 Reference Signs List 10 Combustion device 11 Mixing unit 12 Burner 13 Combustion chamber 14 Fuel supply unit 15 Air supply unit 16 Heat exchange / exhaust unit 17 Pressure sensor 18 Control unit
Claims (6)
気を混合・整圧してバーナに送出する混合部と、 燃料供給部の下流にて、振動を検出する検出手段と、 検出手段が振動を検出したとき、その振動の周期より遅
らせた周期にて、燃焼用空気量を可変して供給するよう
に制御する制御部とを備えていることを特徴とする、燃
焼装置。1. A combustion chamber having a burner, a heat exchanger heated by the burner, a fuel supply unit for supplying fuel gas, an air supply unit for supplying combustion air, a fuel supply unit and an air supply. A mixing unit that mixes and regulates fuel gas and combustion air from the unit and sends the mixture to a burner; a detection unit that detects vibration downstream of the fuel supply unit; and a vibration when the detection unit detects the vibration. And a control unit that controls the supply of the air for combustion in a cycle delayed from the cycle of (c).
2周期遅れた周期にて、燃焼用空気量を可変して供給す
る構成としたことをことを特徴とする、請求項1に記載
の燃焼装置。2. The method according to claim 1, wherein the control unit is configured to set a period of the vibration to 1 /
2. The combustion apparatus according to claim 1, wherein the combustion air amount is variably supplied at a cycle delayed by two cycles.
力センサであることを特徴とする、請求項1に記載の燃
焼装置。3. The combustion device according to claim 1, wherein the detection unit is a pressure sensor that detects a pressure change.
検出する圧力センサであることを特徴とする、請求項1
に記載の燃焼装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein said detecting means is a pressure sensor for detecting a pressure change in the mixing section.
The combustion device according to claim 1.
検出する圧力センサであることを特徴とする、請求項1
に記載の燃焼装置。5. The apparatus according to claim 1, wherein said detecting means is a pressure sensor for detecting a pressure change in the burner.
The combustion device according to claim 1.
検出する圧力センサであることを特徴とする、請求項1
に記載の燃焼装置。6. The apparatus according to claim 1, wherein said detecting means is a pressure sensor for detecting a pressure change in the combustion chamber.
The combustion device according to claim 1.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110057105A (en) * | 2018-01-19 | 2019-07-26 | 美的集团股份有限公司 | Gas heater |
CN111928490A (en) * | 2020-08-17 | 2020-11-13 | 中山百得厨卫有限公司 | Forced-blowing gas water heater and water heater control method |
CN112161292A (en) * | 2020-09-14 | 2021-01-01 | 华帝股份有限公司 | Combustion state control method of combustion system and water heater using combustion state control method |
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- 1998-10-14 JP JP30784698A patent/JP4067200B2/en not_active Expired - Fee Related
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CN110057105B (en) * | 2018-01-19 | 2020-09-25 | 美的集团股份有限公司 | Gas water heater |
CN111928490A (en) * | 2020-08-17 | 2020-11-13 | 中山百得厨卫有限公司 | Forced-blowing gas water heater and water heater control method |
CN112161292A (en) * | 2020-09-14 | 2021-01-01 | 华帝股份有限公司 | Combustion state control method of combustion system and water heater using combustion state control method |
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